Vad är en Neutrino?
En partikel med mycket låg massa, omkring den hos en elektron och utan elektrisk laddning, neutrino är en svårfångad subatomär partikel. Neutrino är så blyg att varaktigheten mellan teoretiseringen av dess existens och dess faktiska upptäckt var 25 år. Wolfgang Pauli, en berömd kvantefysiker, teoretiserade neutrinoen 1931. Den upptäcktes av Frederick Reines och Clyde Cowan 1956 vid ett neutrinoobservatorium som ligger intill ett kärnkraftverk vid Savannah River, South Carolina.
Neutrinoer reser nästan med ljusets hastighet och många kvadrillioner av dem tränger igenom din kropp varje sekund. Men eftersom neutrino har så låg massa och bara interagerar lite med atomer, kan de tränga igenom flera ljusår av tätt packat material innan de interagerar med en atom. Av denna anledning är de mycket svåra att upptäcka.
Neutrinoer genereras under en händelse känd i fysiken som beta-förfall. Det verkade hopplöst att upptäcka neutrino fram till kärnkrafts teknik. Atombomber och kärnreaktorer visade sig vara rika källor till neutrinoaktivitet i förhållande till en typisk plats på jorden. De första neutrino-detektorerna var tankar fyllda med vatten och kadmiumklorid. Den första neutrino som upptäcktes var i själva verket inte en konventionell neutrino utan en anti-neutrino.
När en anti-neutrino kolliderade med en proton i neutrino detektorn, producerade interaktionen en neutron och en positron, eller en anti-elektron. Den resulterande antielektronen skulle snabbt förstöras med en av elektronerna som kretsar kring kärnan, vilket resulterade i en spray av två fotoner. Sedan skulle en bortkommet neutron som frigörs från atomens nedbrytning så småningom (~ 15ms) plockas upp av en annan, intakt atom, och släppa ut fler fotoner (ljus). Detta distinkta tvåstegsmönster av fotonfrisläppande kan förstoras med fotoamplifiers, och därigenom utlösa ett register och ge positiva bevis för neutrinoffekt.
Med moderna metoder upptäcks så många som en neutrino per dag i våra observatorier. Neutrino är ett utmärkt exempel på en grundläggande partikel som blir mer förståelig när kvaliteten på våra vetenskapliga instrument förbättras. Den fortsatta insamlingen av bevis om neutrino och dess egenskaper kommer säkert att bidra på värdefulla sätt till utvecklingen av samtida teoretisk fysik, som i sin tur kommer att generera användbara tekniska och teoretiska upptäckter för mänsklig civilisation.